[发明专利]基于BIM模型创建单波束测点下内河航道疏浚图形的方法

说明书

基于BIM模型创建单波束测点下内河航道疏浚图形的方法,包括以下步骤：1在BIM模型系统中输入单波束测点数据与航线平面图基础资料参数；2将数据进行转换处理；3将所有垂直测线L’上的纠偏测点生成纠偏后三维地形图S’，并生成内河疏浚BIM模型M’；4利用逆转化规则将单波束测线L上的宽度、坡度属性赋值到垂直测线L’上，完成地形线、开挖线与超挖线绘制，并完成标注、标签与算量工作；5选取下一条测线，并重复步骤4，直至完成所有垂直测线的采样出图。本发明能够自动绘制所有内河航道疏浚断面图，自动计算断面工程量，实现无需额外输入参数即可利用BIM模型创建内河航道疏浚图，提高了生产效率，免除了人工低效制图的困扰。

技术领域

本发明涉及航道整治领域中一种内河航道疏浚施工图形的处理方法，特别是一种基于BIM模型创建单波束测点下内河航道疏浚图形的方法。

背景技术

在航道整治领域中，内河航道疏浚工程的施工段一般采用沿程布置横断面的方式来图形化表达施工状态和要求（参见图1）。其横断面主要包含三条几何线：天然地形线、设计开挖线与实际超挖线（参见图2），后两者由技术人员根据相关设计准则绘制，而天然地形线则需要根据已有的测量结果确定。

内河航道疏浚工程为水下工程，因此需采用对应的水下测量技术，目前主要有两种技术：多波束测量法和单波束测量法。

多波束测量法由船机设备自动测算地形数据，适用于地形范围宽广的区域；单波束测量法则由人工对某个指定的点或某条线上的多个点依次测量，数据稀疏。由于内河航道一般长达数十甚至数百公里，不论从技术还是经济角度，都只能采用单波束测量方法。

技术人员在得到地形的单波束测量结果后，即可绘制沿航线沿程指定位置的横断面图并计算对应工程量（简称“算量”，下同）。

横断面图中除了天然地形线、设计开挖线与实际超挖线等几何要素外，还要包含相应的标注和标签（参见图3）。因此，当航道较长（如3km），而指定的间隔较小（如25m）时，则需要绘制很多形式一致的断面图（如175个断面）。

另外，测线一般很难与航线垂直，为了得到与实际情况一致的断面图，实际断面图的长度和坡度都必须按照实际情况进行偏位调整。再则，在任何阶段如遇更改数据（如边坡坡度、设计底高程等），这将导致所有的设计断面全部更新，带来大量的返工作业。

现有技术方案中，一般通过以下两种方式来创建上述内河航道疏浚图的设计。

第一种是采用传统的CAD （Computer Aided Drawing计算机辅助绘图工具）软件来辅助完成设计成果，其流程见图4所示。技术人员首先选择其中一条测线并将其作为采样线，用于对测量点进行采样，根据各测点的水平位置（X）与相对高程（Y）在横断面图中绘制映射点，并连接形成天然地形线；同时根据相关设计准则绘制开挖线与超挖线，即形成工程设计图的底图。由于测线一般不与航线垂直，因此，断面线的长度和坡度等参数需对比理想情况进行调整。为了达到准确指导施工的效果，必须进行标注与标签工作，根据天然地形线、开挖线和超挖线之间的几何关系，计算出相应的断面工程量，并校准倾斜采样线对工程量影响。以上为单个断面的设计流程，完成后则进入下一条测线，往复循环，直至完成所有断面的绘制。

第二种方法，采用BIM （Building Information Modelling建筑信息模型）模型在CAD软件中进行设计，其流程见图5所示。该方法的基础是建立三维信息化模型，因此首先需要建立三维地形曲面，并在该曲面上建立相应的三维开挖几何模型，附加大量属性信息，形成BIM模型。然后指定任意采样线进行剖切，得到指定位置的横断面（包含几何信息、标注、标签和工程量信息）。上述设计过程中的所有数据成果有相互关联，因此任意一处修改均可立即反映到最终的设计成果中。